[发明专利]一种复合材料层压板制件孔隙率超声评价方法

说明书

技术领域

本发明属于无损检测领域，具体地涉及一种复合材料层压板制件孔隙率超声评价方法。

背景技术

孔隙类缺陷是复合材料层压板制件的一种内部缺陷。通过破坏性取样金相分析可以计算出某一剖面的孔隙含量。但通过取样的办法无法真实地反映产品所有区域的内部孔隙水平。

发明内容

提出一种复合材料层压板制件孔隙率超声波评价方法，实现对复合材料层压结构件的内部孔隙缺陷的评价。

该方法通过超声波探头对复合材料层压板制件发射超声波，通过调节超声波的强度使得其能够达到被测复合材料层压板制件的底面，经过底面反射，衰减后的超声波被探头接收，并与零空隙试件所获得的基准波高进行比较；

其中：

超声衰减＝A(dB)＝20logH/H₀

A(dB)＝C×(N-1)log(1-S/S₀)

孔隙率＝S/S₀(％)＝1-10^{[A(dB)/C(N-1)]}

系数C在使用单向传输技术时为20，在使用双向传输技术或者是脉冲回波技术时为40，

H₀＝完好校对区域的底波幅度(100％显示或0dB)

H＝零件上测得的底波幅度

N＝等效的碳布层数

N＝n₁×F₁+n₂×F₂

n₁＝双向布的数量，n₂＝单向布的数量

F₁＝双向布系数，F₂＝单向布系数。

本发明利用超声波检测的原理通过公式计算的方法计算面孔隙率，简单易行，可操作性强，可有效地指导现场检测人员对复合材料层压板制件实施孔隙检测。

附图说明

图1是本发明的测试原理图。

a在不同铺层间的孔隙 b在某一区域聚集的一个点 c在同一层表面分开

具体实施方式

复合材料层压板有5层单向布，3层双向布。采用与产品相同的材料，铺层和固化参数制作零孔隙率试块作为良好区。

将探头放置在零孔隙率标准试片上,寻找底面反射波波幅最高的部位,调整仪器衰减器(或增益旋钮)，使反射波高达到荧光屏垂直刻度即满刻度的80％。

在上述灵敏度下，探头置于产品检测部位全面(100％)进行扫查。

设计规定的孔隙率验收标准为6％。该产品等效的碳布层数N＝1.5×3+1×5＝9.5

代入公式A(dB)＝40(N-1)log(1-S/S₀)计算允许的超声衰减：

A(dB)＝40(9.5-1)log(1-6％)＝-9dB

根据允许的超声衰减代入A(dB)＝20logH/H₀，计算允许的底波高度H＝80％×10^[-9/20]＝28％。